三氧(臭氧)的基础知识

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三氧的本质

三氧（O3）——氧的同素异构体，是一种具有特殊臭味的气体，故又称“臭氧”。由于有了额外的电子，成为氧气的高能量形式。三氧与氧气相比具有更强的氧化性。因此，在一般情况下比氧气可以氧化更多的不易被氧化的物质。在地球表面上方20公里至30公里的平流层里，存在一个三氧层。它几乎吸收了太阳光中全部紫外线辐射（<290nm），从而防止了紫外线对人体的损害。日照条件下，三氧来自工业生产、车辆尾气、肥料蒸发、闪电、热带地区生物体燃烧中的氮氧化物释放衍生物，在生活环境中，是一种由光电化学烟雾组成的酸性混合物，对粘膜可形成刺激，如果与碳氢化合物或汽车以及工厂等排出的氮氧化物混合就会成为有害物质。

三氧具有两面性：在平流层是防护性的，在对流层则有毒；对肺有毒，而对于血管和感染疾病则有治疗价值；在高浓度时具有破坏价值，在低浓度时能产生有益的激发作用。

大量证据表明，三氧对呼吸道粘膜是有毒性的，而哮喘病人比正常个体有更大的风险（Harch,1991;Bayrametal.,2001）。然而由于科学界过分关注直接吸入三氧的害处，以至于三氧的医学作用过去被完全忽略了。

三氧的理化性质

三氧一词源于希腊语δεω，原意是“发出一种气味”。三氧是一种淡蓝色气体，在0.0005－0.01ppmv 的浓度时，可觉察到刺激性酸味。三氧分子（O 3）由三个氧原子组成，分子量为48.00。红外光谱吸收表明，三氧分子具有环状结构，氧原子间距是1.26Ã。

三氧分子通过吸热过程来合成：

3O2‹—›2O3-68.400卡

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如上所示，三氧的合成反应是可逆的，其解离速度取决于温度，在高温空气中三氧迅速分解，在270℃时立即还原为氧气。因此，三氧是一种亚稳态气体，极难储存，临床使用时必须即时制备并立刻用于治疗。

临床治疗用三氧必须采用纯氧来制备。不能用空气制备，因为空气中含有约78％氮气，将会形成不定量的毒性很强的氮氧化物。

三氧的氧化性能极强。三氧氧化时，一般释放出一个活泼的氧原子，同时被还原成氧分子。由于三氧具有很强的氧化能力，在环境保护、消毒杀菌和空气净化等方面，已有着广泛应用。如用于居室、医院病房、手术室等空气消毒净化和食物容器的消毒。三氧应用于医疗杀菌，对大肠杆菌、痢疾杆菌、流感病毒细菌和病毒的杀死具有特殊疗效；对除去因蛋白质、腐败性物质引起的臭味及除去致癌物质的毒性也具有良好效果。

三氧的毒性

大量的三氧吸入对呼吸系统是非常有害的。大鼠吸入三氧的半数致死量（LD50）是4－6ppm（4小时）。如果个体吸入混合了CO、NO X 、酸性蒸汽成分的三氧化空

气，毒性效应则会更强，这类似于吸入极度污染的空气时发生的情况。这种气态混合物PH 值可能低至3，不能被被弱缓冲液和粘膜的呼吸道内层的抗氧化能力所中和。

人们对三氧气味的感觉阈值大约是0.01ppmv (~20ug/m 3)，比1小时呼吸周期的最大工作点浓度（WSC）0.1ppmv(0.2mg/m 3=0.2ug/L)低十倍。根据世界卫生组织（WHO）的规定，当三氧浓度是0.06ppmv(120ug/m 3)时，可允许其工作8个小时，但是任何人都不应该长期地暴露于这个浓度的三氧之中。

必须指出，三氧对呼吸道毒性不会延伸到血液中，这是由于两者在解剖学、生物化学和代谢方面存在极大差异的缘故。

在欧洲和美国，报告三氧的方式是不同的。因此，下表可以避免混淆。

表1三氧浓度单位μg/ml和ppmv之间的转换值

0.1ppmv=0.2mg/m3=0.2μg/L=0.0002μg/ml

1ppmv=0.0002μg/ml

1000ppmv= 2.0μg/ml

10,000ppmv=20.0μg/ml*=0.42mM

40,000ppmv=80.0μg/ml*= 1.66mM

三氧疗法的发展

1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年，德国科学家舒贝因（SCHONBEIN）向慕尼黑科学院提出的报告里宣布发现了三氧，而命名为“OZONE”。1857年诞生第一台三氧发生器。自此以后，欧洲的科学家率先开始研究三氧的特性和功用。

医用三氧发展简史

1915年A.Wolff用三氧局部应用治疗严重感染伤口；

1932年外科医生Erwin Payr通过他的牙科医生E.A.Fisch在自己身上应用三氧治疗；

1937年P.Aubourg应用直肠灌注疗法治疗直肠炎、结肠炎；

1958年Joachim Hansler应用了首台浓度剂量可调控的三氧治疗仪；

1968年Hans Wolff应用MAH(Major autohaemotherapy，大自血疗法)；

1979年，美国医生George Freibott利用三氧疗法进行艾滋病的治疗；

1985年，德国专家Karl F Haug出版德文版《三氧疗法应用》一书，目前出版了第四版之英文版《THE USE OF OZONE IN MEDICINE》；

2000年，意大利三氧学家Bocci出版了《Oxygen-Ozone Therapy》。

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先锋人物

C.E Schonbein 1799-1868发现者 E.Payr 1871-1946外科医生 E.Fisch 1899-1966

牙科医生J.Hansler

1908-1981

内科医生H.Wolff